EP0101979B1 - Diagnostic device and its use - Google Patents
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- EP0101979B1 EP0101979B1 EP83107699A EP83107699A EP0101979B1 EP 0101979 B1 EP0101979 B1 EP 0101979B1 EP 83107699 A EP83107699 A EP 83107699A EP 83107699 A EP83107699 A EP 83107699A EP 0101979 B1 EP0101979 B1 EP 0101979B1
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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- pyridine-dependent dehydrogenases such as lactate dehydrogenase (LDH), alcohol dehydrogenase (ADH), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, glucose dehydrogenase and glucose , and / or flavin-dependent dehydrogenases and / or flavin-dependent oxidase, such as succinate dehydrogenase, glycerol-3-phosphate dehydrogenase, glucose oxidase, pass into the serum and into other extracellular liquids and one for each dehydrogenase or oxidase the diagnosis of pathological threshold is found.
- LDH lactate dehydrogenase
- ADH alcohol dehydrogenase
- glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase isocitrate dehydrogenase
- glutamate dehydrogenase glutamate
- a particular advantage of the diagnostic device is its high predictive value of the diagnoses. For example, in series tests on women with histologically confirmed carcinomas in the genital area for stages I to IV, it was found that only less than 10% of all diagnoses are false negative.
- the material of the carrier can have a fibrous, granular or other type of structure.
- the support has polar groups.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine diagnostische Vorrichtung zum Nachweis einer erhöhten Konzentration von Dehydrogenasen und/oder Oxidasen und die Verwendung der Vorrichtung.The invention relates to a diagnostic device for detecting an increased concentration of dehydrogenases and / or oxidases and the use of the device.
Für jede zytosolische Dehydrogenase, die im Falle einer pathologischen Veränderung bei Mensch, Tier oder Pflanze in extrazelluläre Flüssigkeiten übergeht, kann in diesen Flüssigkeiten der pathologische Schwellenwert empirisch ermittelt werden. Bei der Prüfung auf eine pathologische Veränderung sollen die physikalisch-chemischen Parameter des Diagnosesystems so eingestellt sein, dass der pathologische Schwellenwert der Dehydrogenase- bzw. Oxidase-Aktivität unter den Diagnosebedingungen mit dem Umschlagspunkt eines Indikators, z.B. eines Redox-Farbstoffs, zusammenfällt. Bei pathologischen Veränderungen der Eigenschaften von Zellmembranen ist zu erwarten, dass verschiedene Pyridin-abhängige Dehydrogenasen, wie Lactatdehydrogenase (LDH), Alkoholdehydrogenase (ADH), Glycerinal- dehyd-3-phosphatdehydrogenase, Isocitratdehydrogenase, Glutamatdehydrogenase, Glucosedehydrogenase und Glucose-6-phosphatdehydroge- nase, und/oder Flavin-abhängige Dehydrogenasen und/oder Flavin-abhängige Oxidase, wie Succinat-Dehydrogenase, Glycerin-3-phosphatdehy- drogenase, Glucose-Oxidase ins Serum und in andere extrazelluläre Flüssigkeiten übergehen und für jede Dehydrogenase bzw. Oxidase jeweils ein für die Diagnose pathologischer Schwellenwert gefunden wird.For each cytosolic dehydrogenase that changes into extracellular fluids in the event of a pathological change in humans, animals or plants, the pathological threshold value can be empirically determined in these fluids. When checking for a pathological change, the physico-chemical parameters of the diagnostic system should be set so that the pathological threshold value of the dehydrogenase or oxidase activity under the diagnostic conditions with the point of transition of an indicator, e.g. of a redox dye. In the case of pathological changes in the properties of cell membranes, it is to be expected that various pyridine-dependent dehydrogenases, such as lactate dehydrogenase (LDH), alcohol dehydrogenase (ADH), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, glucose dehydrogenase and glucose , and / or flavin-dependent dehydrogenases and / or flavin-dependent oxidase, such as succinate dehydrogenase, glycerol-3-phosphate dehydrogenase, glucose oxidase, pass into the serum and into other extracellular liquids and one for each dehydrogenase or oxidase the diagnosis of pathological threshold is found.
Als pathologische Veränderung kommt hier z. B. die Bildung vom Malignomen in Betracht. Zur Anpassung des Umschlagspunktes eines Redox-Farbstoffs an den jeweiligen pathologischen Schwellenwert können die physikalisch-chemischen Parameter des Diagnosesystems z. B. in folgender Weise eingestellt werden:
- a. Es wird das Substrat der jeweiligen Dehydrogenase eingesetzt, z. B. Lactat für LDH.
- b. Die Mengen des vorgelegten Substrats und des gleichzeitig eingesetzten Pyridinnucleotids werden eingestellt.
- c. Der pH-Wert und damit die Lage des Reaktionsgleichgewichts wird eingestellt, gegebenenfalls mittels eines Puffersystems.
- d. Es wird ein Redox-Farbstoff (z.B. Leukofarbstoff, der von farblos nach farbig umschlägt) gewählt, dessen Redox-Potential unter den Diagnosebedingungen über dem Redox-Potential des Pyridinnucelotid-Systems liegt.
- e. Es wird ein Elektronenüberträger gewählt, dessen Redox-Potential zwischen dem des Pyridinnucleotid-Systems und dem des gewählten Redox-Farbstoffs liegt.
- f. Solange das Gleichgewicht der Dehydrogenase-Reaktion noch nicht eingestellt ist, ergibt eine längere Umsetzungszeit eine höhere Konzentration des reduzierten Pyridinnucleotids. Dementsprechend kann die Umschlagsschwelle des Redox-Farbstoffs und damit die Nachweisempfindlichkeit des Diagnosesystems über die Umsetzungsdauer eingestellt werden.
- g. Es können unterschiedliche Träger für das Diagnosesystem gewählt werden.
- a. The substrate of the respective dehydrogenase is used, e.g. B. Lactate for LDH.
- b. The amounts of the substrate and the pyridine nucleotide used at the same time are adjusted.
- c. The pH and thus the position of the reaction equilibrium is adjusted, if necessary using a buffer system.
- d. A redox dye (for example leuco dye which changes from colorless to colored) is selected whose redox potential is above the redox potential of the pyridine nucelotide system under the diagnostic conditions.
- e. An electron carrier is selected whose redox potential lies between that of the pyridine nucleotide system and that of the selected redox dye.
- f. As long as the equilibrium of the dehydrogenase reaction has not yet been established, a longer reaction time results in a higher concentration of the reduced pyridine nucleotide. Accordingly, the turnover threshold of the redox dye and thus the detection sensitivity of the diagnostic system can be set over the implementation period.
- G. Different carriers can be selected for the diagnostic system.
Aus der DE-PS 2 443 741 ist ein Verfahren zur gemeinsamen Bestimmung der Isozyme 4 und 5 der LDH bekannt, bei dem ein Gemisch aus einem Lactat und Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NAD) mit der zu untersuchenden Körperflüssigkeit in Berührung gebracht wird. Wenn LDH in erhöhter Menge vorliegt, katalysiert sie die Umsetzung des Lactats mit dem Dinucleotid zum entsprechenden Pyruvat und dem reduzierten Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NADH) gemäss folgender Formelgleichung:
Die LDH tritt in menschlichen Zellen in Form der Isoenzyme 1, 2, 3, 4 und 5 auf. Bei bestimmten spezifischen pathologischen Veränderungen treten erhöhte Werte der LDH auf, z. B. kommt es bei Malignomen im weiblichen Genitalbereich zu einer Erhöhung der Isoenzyme 4 und 5.LDH occurs in human cells in the form of isoenzymes 1, 2, 3, 4 and 5. For certain specific pathological changes, elevated LDH values occur, e.g. B. Malignancies in the female genital area lead to an increase in isoenzymes 4 and 5.
Gemäss der Druckschrift muss die Umsetzung zwischen dem Lactat und dem NAD bei einem pH-Wert von 6 bis 6,5 durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Körperflüssigkeit und/ oder das Lactat und das NAD enthaltende Testreagens auf diesen pH-Bereich, gegebenenfalls unter Verwendung eines Puffersystems, eingestellt. In Fällen, in denen eine Körperflüssigkeit, z.B. Vaginalsekret, einen niedrigeren pH-Wert, z. B. den pH-Wert 4, aufweist, kann das Testreagens auf einen pH-Wert eingestellt werden; der den Wert 6,5 überschreitet, damit sich bei der Testreaktion der gewünschte pH-Wert im Bereich von 6 bis 6,5 ergibt. Die in der vorstehenden Formelgleichung nach rechts laufende Umsetzung wird durch eine Folgereaktion sichtbar gemacht. Zu diesem Zweck wird das Testreagens noch mit Nitroblautetrazoliumchlorid (NBT) und gegebenenfalls Phenazinmethosulfat (N-Methylphenazoniummethylsulfat, 5-Methylphenazoniummethylsulfat, PMS) als Wasserstoffüberträger bzw. Elektronenüberträger versetzt. Das gemäss der Formelgleichung gebildete NADH wird in Gegenwart des Wasserstoffüberträgers bzw. Elektronenüberträgers von dem NBT zu NAD oxidiert, wobei das NBT in den blauen Farbstoff
- Nitroblauformazan [4,4'-(3,3'-Dimethoxy-biphe- nylenyl)-bis-2N-(2N'-nitrophenyl-C-phenyl- formazan)]
- übergeht und so die enzymatische Aktivität und Anwesenheit der LDH bzw. ihrer Isoenzyme sichtbar werden lässt.
- Nitroblauformazan [4,4 '- (3,3'-Dimethoxy-biphenylenyl) -bis-2N- (2N'-nitrophenyl-C-phenylformazan)]
- passes and so the enzymatic activity and presence of the LDH or their isoenzymes become visible.
Das bekannte Verfahren wurde auf die Untersuchung des Vaginalsekrets von Frauen angewandt. Die Zeitdauer der Umsetzung zwischen diesem Sekret und dem Diagnosereagens betrug vorzugsweise 15 bis 30 Minuten. Es wurden pathologische Veränderungen im weiblichen Genitaltrakt, z. B. Carcinoma colli uteri, Carcinoma corporis und Carcinoma in situ festgestellt.The known method has been applied to the examination of the vaginal secretions of women. The duration of the reaction between this secretion and the diagnostic reagent was preferably 15 to 30 minutes. Pathological changes in the female genital tract, e.g. B. Carcinoma colli uteri, Carcinoma corporis and Carcinoma found in situ.
Bei der Vorsorgeuntersuchung von z. B. Frauen auf Genitalkarzinome nach anderen bekannten Verfahren, z. B. der Zytologie und der Kolposkopie, ergeben sich für Collum- und Cervixkarzinome falsch-negative Diagnosen in der Grössenordnung von durchschnittlich 30% der Befunde. Dabei werden andere als die oben angeführten Genitalkarzinome der Frau gar nicht miterfasst. Es besteht deshalb ein grosses Bedürfnis dafür, diese Fehlerquote zu senken.When checking for z. B. women on genital carcinoma by other known methods, e.g. B. cytology and colposcopy, false-negative diagnoses for collum and cervical carcinomas result in the order of magnitude of an average of 30% of the findings. This does not include any other female genital carcinomas than those listed above. There is therefore a great need to reduce this error rate.
In der GB-PS 893 301 ist ein kolorimetrischer Test für Serum-Enzyme beschrieben. Zur Bestimmung von Lactatdehydrogenase in biologischen Flüssigkeiten wird dort ein Gemisch angegeben, das ein Salz der Milchsäure, Diphosphopyridinnucleotid (Nicotinamid-adenin-dinucleotid), Diaphorase und 2,6-Dichlorindophenol enthält. Der pH-Wert des Gemisches soll im Bereich von 5 bis 9 liegen.GB-PS 893 301 describes a colorimetric test for serum enzymes. For the determination of lactate dehydrogenase in biological liquids, a mixture is specified there which contains a salt of lactic acid, diphosphopyridine nucleotide (nicotinamide adenine dinucleotide), diaphorase and 2,6-dichloroindophenol. The pH of the mixture should be in the range of 5 to 9.
Jedoch wurde gemäss dieser Druckschrift ein pH-Wert von unter 7,0 offensichtlich nicht ernsthaft in Betracht gezogen. Denn der als bevorzugt angegebene Bereich liegt bei pH 7 bis 8, und ein spezielles Ausführungsbeispiel wird bei einem pH-Wert von 7,4 durchgeführt. An einer anderen Textstelle ist angegeben, dass der Test in einer mit einem Puffer vom pH-Wert 7 sorgfältig gepufferten Lösung erfolgt. Schliesslich hat sich gezeigt, dass dieser Test bei einem pH-Wert von 6 tatsächlich nicht durchführbar ist. Der Einsatz von Tetrazoliumsalzen in Zusammenhang mit der Bestimmung von LDH ist in der Druckschrift nicht erwähnt.However, according to this document, a pH below 7.0 was obviously not seriously considered. This is because the range given as preferred is pH 7 to 8, and a special embodiment is carried out at a pH of 7.4. Another passage states that the test is carried out in a solution carefully buffered with a pH 7 buffer. Finally, it has been shown that this test cannot actually be carried out at a pH of 6. The publication does not mention the use of tetrazolium salts in connection with the determination of LDH.
Im übrigen ist dieser bekannte Test ganz allgemein zur Bestimmung von Serum-Enzymen, nicht aber zum Nachweis von ausschliesslich pathologisch erhöhten Konzentrationen von Dehydrogenasen vorgesehen. Dementsprechend soll der bekannte Test bereits bei sehr geringen Enzym-Konzentrationen ansprechen, so dass eine Differenzierung normaler und pathologisch erhöhter Dehydrogenase- bzw. Oxidase-Werte nicht möglich ist.Otherwise, this known test is generally intended for the determination of serum enzymes, but not for the detection of exclusively pathologically elevated concentrations of dehydrogenases. Accordingly, the known test should respond even at very low enzyme concentrations, so that it is not possible to differentiate normal and pathologically increased dehydrogenase or oxidase values.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine diagnostische Vorrichtung zum Nachweis einer pathologisch erhöhten Konzentration von Dehydrogenasen in Flüssigkeiten oder Sekreten von Menschen, Tieren oder Pflanzen anzugeben. Die Vorrichtung soll eine hohe diagnostische Treffsicherheit gewährleisten und sich insbesondere zum Erkennen von Malignomen eignen. Ausserdem soll die Diagnose in möglichst kurzer Zeit durchführbar sein.The invention has for its object to provide a diagnostic device for detecting a pathologically increased concentration of dehydrogenases in liquids or secretions of humans, animals or plants. The device is intended to ensure high diagnostic accuracy and is particularly suitable for the detection of malignancies. In addition, the diagnosis should be carried out as quickly as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine diagnostische Vorrichtung gelöst, die aus einem Träger, der einen Redox-Farbstoff bindet, sowie einem auf einen pH-Wert im sauren Bereich eingestellten Stoffgemisch aus dem der jeweiligen Dehydrogenase entsprechenden Substrat, einer wasserstoffübertragenden Verbindung und mindestens einem Redox-Farbstoff besteht. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Cellulosefasern gebildeter, polare Gruppen aufweisender Träger verwendet wird und das Stoffgemisch zur Erfassung von ausschliesslich pathologisch erhöhten Konzentrationen der jeweiligen Dehydrogenase und/oder Oxidase auf einen pH-Wert von unter 5,0 eingestellt ist.This object is achieved according to the invention by a diagnostic device which consists of a carrier which binds a redox dye and a mixture of substances adjusted to a pH in the acidic range from the substrate corresponding to the particular dehydrogenase, a hydrogen-transferring compound and at least one redox Dye exists. The device is characterized in that a carrier consisting of cellulose fibers and having polar groups is used and the mixture of substances is adjusted to a pH value of below 5.0 for the detection of exclusively pathologically elevated concentrations of the respective dehydrogenase and / or oxidase.
Die diagnostische Vorrichtung eignet sich besonders gut zur Erkennung von pathologischen Veränderungen, die von einer Erhöhung der Konzentration von Dehydrogenasen in extrazellulären Flüssigkeiten begleitet sind. Solche Konzentrationsänderungen treten auch schon in Frühstadien von Malignomen auf, in denen die Aussicht auf eine erfolgreiche Therapie noch besonders gross ist. Die diagnostische Vorrichtung gibt einen Hinweis auf Malignome an sehr unterschiedlichen Organen. So können unter anderem Karzinome an typisch weiblichen Organen, wie im weiblichen Genitalbereich, festgestellt werden. Auch sind Infektionen durch Bakterien, Parasiten und Pilze mittels der Vorrichtung nachweisbar.The diagnostic device is particularly well suited for the detection of pathological changes which are accompanied by an increase in the concentration of dehydrogenases in extracellular fluids. Such changes in concentration also occur in the early stages of malignancies, in which the prospect of successful therapy is particularly great. The diagnostic device gives an indication of malignancies on very different organs. Among other things, carcinomas on typical female organs, such as in the female genital area, can be detected. Infections by bacteria, parasites and fungi can also be detected using the device.
Ein besonderer Vorteil der diagnositischen Vorrichtung ist ihr hoher Prognosewert der Diagnosen. Beispielsweise wurde bei Reihenversuchen an Frauen mit histologisch gesicherten Karzinomen im Genitalbereich für die Stadien I bis IV gefunden, dass nur weniger als 10% aller Diagnosen falsch-negativ sind.A particular advantage of the diagnostic device is its high predictive value of the diagnoses. For example, in series tests on women with histologically confirmed carcinomas in the genital area for stages I to IV, it was found that only less than 10% of all diagnoses are false negative.
Im Zusammenhang mit dieser Farbstoffbildung haben spezielle Untersuchungen, in die z. B. auch Gewebeschnitte einbezogen worden sind, ergeben, dass der Farbstoff während und nach seiner Bildung überraschenderweise auf dem Trägermaterial bleibt und deshalb keine schädlichen Sekundärreaktionen im und am Körper des untersuchten Patienten auslöst.In connection with this dye formation have special investigations in which, for. B. Tissue sections have also been included, show that the dye surprisingly remains on the support material during and after its formation and therefore does not trigger any harmful secondary reactions in and on the body of the examined patient.
Diese Vorteile machen die diagnostische Vorrichtung besonders wertvoll für gesundheitspolitisch wünschenswerte Vorsorgeuntersuchungen, bei denen nicht nur ein möglichst hohes Mass an diagnostischer Sicherheit, sondern auch eine grosse Sicherheit vor schädlichen Sekundärreaktionen des Diagnoseverfahrens bei gleichzeitig möglichst einfacher Methodik gegeben sein muss.These advantages make the diagnostic device particularly valuable for preventive medical examinations which are desirable in terms of health policy and in which not only the greatest possible degree of diagnostic certainty, but also a high degree of certainty against harmful secondary reactions of the diagnostic method must be given with a method that is as simple as possible.
Die hervorragenden Eigenschaften der diagnostischen Vorrichtung sind auf die besondere Kombination aus einem Träger mit polaren Gruppen und einem niedrigen pH-Wert des Stoffgemisches auf dem Träger zurückzuführen. Es ist überraschend, dass gerade dadurch eine Differentialdiagnostik möglich ist, die mit hoher Treffsicherheit die pathologischen Fälle erfasst.The outstanding properties of the diagnostic device are due to the special combination of a carrier with polar groups and a low pH of the substance mixture on the carrier. It is surprising that this makes differential diagnosis possible, which records the pathological cases with high accuracy.
Die grosse Bedeutung des Trägers für die Funktion der diagnostischen Vorrichtung zeigt sich z. B. darin, dass ohne Verwendung des Trägers die Farbreaktion des Stoffgemisches mit einer eine pathologisch erhöhte Dehydrogenase-Konzentration enthaltenden Flüssigkeit im genannten niedrigen pH-Bereich nicht abläuft.The great importance of the carrier for the function of the diagnostic device shows z. B. in that, without using the carrier, the color reaction of the substance mixture with a liquid containing a pathologically increased dehydrogenase concentration does not take place in the low pH range mentioned.
Die zur Diagnose herangezogene Flüssigkeit kann aus sehr unterschiedlichen Bereichen bei Mensch, Tier oder Pflanze stammen. Beispielsweise kann zur Prüfung auf bösartige Neoplasmen im Bereich der Genitalorgane von Frauen das Vaginalsekret dienen. Die diagnostische Vorrichtung ist aber auch z. B. auf Blutserum, Magen- und Darmsaft, Gallenflüssigkeit, Bronchial-, Prostata-und Urethalsekret sowie Sputum anwendbar.The liquid used for diagnosis can come from very different areas in humans, animals or plants. For example, the vaginal secretion can be used to test for malignant neoplasms in the area of the genital organs of women. The diagnostic device is also, for. B. on blood serum, stomach and Intestinal juice, bile, bronchial, prostate and urethral secretions and sputum can be used.
Falls es sich bei der nachzuweisenden Dehydrogenase um LDH handelt, wird vorzugsweise Natriumlactat eingesetzt. Es können aber auch andere entsprechende Verbindungen, z.B. Kaliumlactat oder Calciumlactat, verwendet werden.If the dehydrogenase to be detected is LDH, sodium lactate is preferably used. However, other corresponding connections, e.g. Potassium lactate or calcium lactate can be used.
Die wasserstoffübertragende Verbindung ist ein Stoff, derdie Reduktion des Redox-Farbstoffs, z.B. eines Tetrazoliumsalzes, unterstützt. Beispiele für derartige wasserstoffübertragende Verbindungen sind NAD, Nicotinamid-adenin-dinucleotidphosphat (NADP), Flavin-adenin-dinucleotid (FAD) und Flavinmononucleotid (FMN). Es können aber auch andere, dem Fachmann geläufige Verbindungen eingesetzt werden, die sich z. B. bei der durch die vorstehende Formelgleichung erläuterten Umwandlung von Lactat in Pyruvat anstelle des NAD in eine dem NADH entsprechende reduzierte Form überführen lassen.The hydrogen-transferring compound is a substance that reduces the redox dye, e.g. a tetrazolium salt. Examples of such hydrogen-transferring compounds are NAD, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP), flavin adenine dinucleotide (FAD) and flavin mononucleotide (FMN). However, it is also possible to use other compounds familiar to the person skilled in the art which, for. B. in the conversion of lactate to pyruvate, instead of the NAD, can be converted into a reduced form corresponding to the NADH.
Um in einer zu untersuchenden Flüssigkeit eine Dehydrogenase-Konzentration sichtbar zu machen, die über dem pathologischen Schwellenwert liegt, ist mindestens ein Redox-Indikator, vorzugsweise ein Redox-Farbstoff, in dem Stoffgemisch auf dem Träger enthalten.In order to visualize a dehydrogenase concentration in a liquid to be examined which is above the pathological threshold value, at least one redox indicator, preferably a redox dye, is contained in the substance mixture on the carrier.
Als Farbstoffkomponente kommen z. B. Tetrazoliumsalze, Benzidinfarbstoffe, Indophenole, wie 2,6-Dichlorindophenol oder Dibromindophenol, oder ABTS in Betracht. Entsprechende spezielle Tetrazoliumsalze sind nachfolgend angegeben: NBT
- TNBT
- MTT
- INT
- BT
- TV
- TT
- NT
- Trinitro-TT
- Dinitro-TT
- Tetranitro-NT
- Tetranitro-BT
- Nitro-BT-methyl (Methoxygruppe substituiert durch Methylgruppe)
- Dinitro-TV
- 3-(4-Biphenyl)-2,5-di-p-nitrophenyl-tetrazoliumchlorid
- Nitro-NT
- Tetranitro-BTI/2 (symmetrisch geteiltes Tetranitro-BT)
- Nitro-BT
- 3-(3,3'-Dimethoxy-4-biphenylylen)-2-p-nitrophenyl-5-phenyltetrazoliumchlorid
- Nitro-TV
- Nitro-TT
- 3-p-Jodophenyl-5-nitrophenyl-2-phenyl-tetrazoliumchlorid
- 5,5'-Dinitro-NT
- 5,5'-Dinitro-BT
- 5-Nitro-TV
- 5-Nitro-TT
- 2-(3-Methoxy-4-phenyJ)-5-p-nitrophenyl-3-phenyltetrazoliumchIorid Dabei bedeuten:
- NBT = 3,3'-(3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenylen)-bis-(2-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazoliumchlorid)
- TNBT = 3,3'-(3,3'-Dimethoxy-4,4'-bisphe-nylen)-bis-(2,5-p-nitrophenyl-2H-tetra-zolium- chlorid)
- MTT = 3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazoliumbromid
- INT = 2-p-Jodphenyl-3-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazoliumchlorid
- BT = 3,3'-(3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphe- nyien)-bis-(2,5-diphenyi-2H-tetrazoliumchlorid)
- TV = 3a-Naphthyl-2,5-diphenyl-2H-tetrazoliumchlorid
- TT = 2,3,5-Triphenyl-2H-tetrazoliumchlorid NT = 3,3'-(4,4'-biphenylen)-bis-(2,5-diphenyl-2H-tetrazoliumchlorid
- ABTS = 2,2'-Azino-bis[3,3'-äthyl-benzthiazolin-6,6'-sulfonsäure]
- TNBT
- MTT
- INT
- BT
- TV
- TT
- NT
- Trinitro-TT
- Dinitro-TT
- Tetranitro-NT
- Tetranitro-BT
- Nitro-BT-methyl (methoxy group substituted by methyl group)
- Dinitro TV
- 3- (4-biphenyl) -2,5-di-p-nitrophenyl-tetrazolium chloride
- Nitro-NT
- Tetranitro-BT I / 2 (symmetrically split Tetranitro-BT)
- Nitro BT
- 3- (3,3'-Dimethoxy-4-biphenylylene) -2-p-nitrophenyl-5-phenyltetrazolium chloride
- Nitro TV
- Nitro-TT
- 3-p-iodophenyl-5-nitrophenyl-2-phenyl-tetrazolium chloride
- 5,5'-dinitro-NT
- 5,5'-dinitro-BT
- 5-nitro TV
- 5-nitro-TT
- 2- (3-methoxy-4-phenyJ) -5-p-nitrophenyl-3-phenyltetrazolium chloride where:
- NBT = 3,3 '- (3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene) -bis- (2-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazolium chloride)
- TNBT = 3,3 '- (3,3'-dimethoxy-4,4'-bisphenylene) bis (2,5-p-nitrophenyl-2H-tetrazolium chloride)
- MTT = 3- (4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide
- INT = 2-p-iodophenyl-3-p-nitrophenyl-5-phenyl-2H-tetrazolium chloride
- BT = 3,3 '- (3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenyien) -bis- (2,5-diphenyi-2H-tetrazolium chloride)
- TV = 3a-naphthyl-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium chloride
- TT = 2,3,5-triphenyl-2H-tetrazolium chloride NT = 3,3 '- (4,4'-biphenylene) bis- (2,5-diphenyl-2H-tetrazolium chloride
- ABTS = 2,2'-azino-bis [3,3'-ethyl-benzthiazoline-6,6'-sulfonic acid]
Mit den vorstehenden Tetrazoliumsalzen kann der Farbumschlag der diagnostischen Vorrichtung besonders gut auf den pathologischen Schwellenwert der nachzuweisenden Dehydrogenasen eingestellt werden. Deshalb sind Tetrazoliumsalze, insbesondere NBT, als Redox-Farbstoffe bevorzugt.With the above tetrazolium salts, the color change of the diagnostic device can be adjusted particularly well to the pathological threshold value of the dehydrogenases to be detected. Therefore, tetrazolium salts, especially NBT, are preferred as redox dyes.
Das Stoffgemisch auf dem Träger der diagnostischen Vorrichtung weist eine pH-Wert von unter 5,0, vorzugsweise 3,0 bis unter 5,0, insbesondere 4,5, auf. Es ist überraschend, dass die Reaktion, die bei der Verwendung der Vorrichtung z.B. durch die LDH katalysiert wird, in einem derartig niedrigen pH-Bereich noch abläuft, da, wie aus der vorstehenden Formelgleichung ersichtlich ist, bei der Umsetzung des Lactats zum Pyruvat Wasserstoffionen frei werden. Man hätte deshalb erwarten müssen, dass bei einer weiteren Erhöhung der Wasserstoffionenkonzentration über einen pH-Wert von 6,0 hinaus, wie er aus der DE-PS 2 443 741 bekannt ist, die genannte Reaktion noch langsamer oder nicht mehr abläuft bzw. das in der Formelgleichung dargestellte Gleichgewicht nach links verschoben wird. Entgegen diesen Erwartungen aber verläuft die Reaktion ohne ersichtliche Verlangsamung in der gewünschten Weise, wobei auch noch, wie erwähnt, die diagnostische Treffsicherheit der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber bekannten Verfahren verbessert wird.The mixture of substances on the carrier of the diagnostic device has a pH of below 5.0, preferably 3.0 to below 5.0, in particular 4.5. It is surprising that the reaction that occurs when using the device e.g. is catalyzed by the LDH in such a low pH range because, as can be seen from the formula equation above, hydrogen ions are released during the conversion of the lactate to the pyruvate. One would therefore have expected that if the hydrogen ion concentration was increased further beyond a pH of 6.0, as is known from DE-PS 2 443 741, the reaction mentioned would proceed even more slowly or no longer, or that in the equation shown in the equation is shifted to the left. Contrary to these expectations, however, the reaction proceeds in the desired manner without any apparent slowdown, and, as mentioned, the diagnostic accuracy of the device according to the invention is also improved compared to known methods.
Die Einstellung des gewünschten pH-Werts des Stoffgemisches kann in üblicher Weise, z. B. durch Zugabe von Salzsäure und/oder Phosphorsäure, erfolgen.The setting of the desired pH of the mixture can be carried out in a conventional manner, e.g. B. by adding hydrochloric acid and / or phosphoric acid.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der diagnostischen Vorrichtung enthält das Stoffgemisch zur Einstellung und/oder Aufrechterhaltung des pH-Wertes ein Puffersystem. Dadurch wird bei der Verwendung der diagnostischen Vorrichtung das Reaktionsmedium in einem günstigen pH-Bereich gehalten, auch wenn die untersuchte Flüssigkeit einen davon abweichenden pH-Wert aufweist.According to a preferred embodiment of the diagnostic device, the mixture of substances contains a buffer system for setting and / or maintaining the pH. As a result, the reaction medium is kept in a favorable pH range when the diagnostic device is used, even if the examined liquid has a different pH value.
Vorzugsweise liegt das Puffersystem in Form von Triäthanoiaminhydrochforid oder in Form eines nicht äquivalenten Gemisches aus Triäthanolamin und Chlorwasserstoff vor. Der Chlorwasserstoff wird z.B. in Form von Salzsäure eingesetzt.The buffer system is preferably in the form of triethanoiamine hydrochloride or in the form of a non-equivalent mixture of triethanol amine and hydrogen chloride. The hydrogen chloride is used, for example, in the form of hydrochloric acid.
Es können aber auch andere Puffersysteme, z. B. ein Phosphatpuffer, benutzt werden, soweit sie nicht zu unerwünschten Nebenreaktionen führen. Geeignete Puffersysteme sind dem Fachmann bekannt.However, other buffer systems, e.g. B. a phosphate buffer can be used, unless they lead to undesirable side reactions. Suitable buffer systems are known to the person skilled in the art.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der diagnostischen Vorrichtung enthält das Stoffgemisch zusätzlich eine Verbindung, die als Wasserstoffüberträger oder Elektronenüberträger wirkt. Diese Verbindung katalysiert die Reduktion z.B. eines Tetrazoliumsalzes zum entsprechenden farbigen Formazan. Dazu muss der Wasserstoff-oder Elektronenüberträger ein Redox-Potential aufweisen, das zwischen dem Redox-Potential des erfindungsgemäss eingesetzten RedoxSystems (z. B. des NAD/NADH-Systems) und dem Redox-Potential des Redox-Farbstoffes (z. B. des Tetrazoliumsalzes) liegt.According to an advantageous development of the diagnostic device, the substance mixture additionally contains a compound which acts as a hydrogen or electron carrier. This compound catalyzes the reduction e.g. a tetrazolium salt to the corresponding colored formazan. For this purpose, the hydrogen or electron carrier must have a redox potential which is between the redox potential of the redox system used according to the invention (e.g. the NAD / NADH system) and the redox potential of the redox dye (e.g. the Tetrazolium salt).
Spezielle Beispiele für derartig wirkende Verbindungen sind Phenazinmethosulfat (PMS), Diaphorasen, Meldola-Blau und Menadion. Andere entsprechende Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.Specific examples of such compounds are phenazine methosulfate (PMS), diaphorases, Meldola blue and menadione. Other corresponding compounds are known to the person skilled in the art.
Das nachfolgende Formelschema erläutert beispielshaft die bei der Anwendung der diagnostischen Vorrichtung ablaufenden Reaktionen, wenn das Redox-System NAD/NADH, ferner PMS als Elektronenüberträger und das Tetrazoliumsalz NBT eingesetzt werden:
Für diagnostische Vorrichtungen, die zur Feststellung von Karzinomen im weiblichen Genitalbereich vorgesehen sind, haben sich Träger in Form von Tampons aus Cellulosefasern besonders bewährt. Die Tampons werden bei ihrer Verwendung in die Vagina eingeführt und ermöglichen so eine Reaktion des Stoffgemisches auf dem Tampon mit dem Vaginalsekret. Es ist jedoch auch eine extrakorporale Durchführung des Tests möglich, indem man z. N. entnommenes Vaginalsekret ausserhalb des Körpers mit dem imprägnierten Tampon in Kontakt bringt.Carriers in the form of tampons made of cellulose fibers have proven particularly useful for diagnostic devices intended for the detection of carcinomas in the female genital area. The tampons are inserted into the vagina when they are used, thus allowing the mixture of substances on the tampon to react with the vaginal secretions. However, it is also possible to carry out the test extracorporeally, for example by N. Contact the vaginal secretion that has been removed outside the body with the impregnated tampon.
Grundsätzlich kommen aber auch andere Trägerformen, wie Stäbchen oder Folien, in Betracht.In principle, however, other carrier forms, such as rods or foils, can also be used.
Das Material des Trägers kann eine faserige, körnige oder andersartige Struktur aufweisen. In jedem Fall weist der Träger polare Gruppen auf.The material of the carrier can have a fibrous, granular or other type of structure. In any case, the support has polar groups.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung der diagnostischen Vorrichtung zurfrühzeitigen Erkennung von pathologischen Veränderungen, insbesondere malignen Erkrankungen, an Menschen, Tieren und Pflanzen.The invention also relates to the use of the diagnostic device for the early detection of pathological changes, in particular malignant diseases, in humans, animals and plants.
Eine bevorzugte Verwendung der diagnostischen Vorrichtung ist ihre Verwendung zum Nachweis einer pathologisch erhöhten Konzentration von Dehydrogenasen in menschlichen, tierischen oder pflanzlichen extrazellulären Flüssigkeiten, wobei das Stoffgemisch auf dem Träger mit der zu untersuchenden Flüssigkeit umgesetzt wird, mit der Massgabe, dass die Umsetzung des Stoffgemisches mit der zu untersuchenden Flüssigkeit während höchstens 10 Minuten durchgeführt wird. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn diese Zeit 5 bis 7 Minuten beträgt.A preferred use of the diagnostic device is its use for the detection of a pathologically increased concentration of dehydrogenases in human, animal or vegetable extracellular liquids, the substance mixture on the carrier being reacted with the liquid to be examined, with the proviso that the reaction of the substance mixture with of the liquid to be examined is carried out for a maximum of 10 minutes. Optimal results are obtained if this time is 5 to 7 minutes.
Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Träger der diagnostischen Vorrichtung ein Tampon ist, der zur Diagnose in die Vagina einer zu untersuchenden Frau eingeführt wird. Die Liegezeit des Tampons in der Vagina entspricht dann den vorgenannten Zeiten. Beträgt die Liegezeit mehr als 10 Minuten, kann in Einzelfällen eine Farbreaktion an dem Tampon auftreten, auch wenn keine pathologische Veränderung bei der untersuchten Frau vorliegt. Es ist also wesentlich, dass die Liegezeit nicht zu lange gewählt wird.This applies in particular to the case in which the carrier of the diagnostic device is a tampon which is inserted into the vagina of a woman to be examined for diagnosis. The tampon's lying time in the vagina then corresponds to the times mentioned above. If the lying time is more than 10 minutes, a color reaction on the tampon can occur in individual cases, even if there is no pathological change in the examined woman. It is therefore essential that the lay time is not chosen too long.
Die im Rahmen der Erfindung optimale Liegezeit von 5 bis 7 Minuten ist erheblich kürzer als die bevorzugte Liegezeit von 15 bis 30 Minuten gemäss der DE-PS 2 443 741. Dies ist für die Durchführbarkeit in der Praxis besonders wichtig.The optimal lay time of 5 to 7 minutes within the scope of the invention is considerably shorter than the preferred lay time of 15 to 30 minutes according to DE-PS 2 443 741. This is particularly important for the practicality.
Ausserdem hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, wenn die Patientin während der Tamponliegezeit umhergeht, um eine intensivere Berührung zwischen dem Tampon und der Scheidenhaut in der Vagina zu bewirken.In addition, it has proven particularly expedient if the patient walks around while the tampon is lying down in order to bring about a more intensive contact between the tampon and the vaginal skin in the vagina.
Es wurde auch gefunden, dass Flüssigkeiten, die auf eine pathologisch erhöhte Dehydrogenasekonzentration überprüft werden sollen, sehr verschiedene pH-Werte aufweisen können. Beispielsweise wurden bei Frauen mit pathologischen Veränderungen im Bereich der Genitalorgane pH-Werte von 3,9 bis über 7 für das Vaginalsekret gemessen. Überraschenderweise lässt sich die erfindungsgemässe diagnostische Vorrichtung leicht auf solche Reaktionsbedingungen einstellen, ohne an diagnostischer Treffsicherheit zu verlieren. Beispielsweise kann bei einer zu untersuchenden Flüssigkeit mit einem pH-Wert von 5,0 oder höher dieser Wert mittels eines auf einen niedrigeren pH-Wert eingestellten Puffersystems in dem Stoffgemisch, das in der diagnostischen Vorrichtung enthalten ist, für die Umsetzung während der Diagnose in der gewünschten Weise gesenkt werden.It has also been found that liquids that are to be checked for a pathologically increased dehydrogenase concentration can have very different pH values. For example, in women with pathological changes in the area of the genital organs, pH values of 3.9 to over 7 were measured for the vaginal secretions. Surprisingly, the diagnostic device according to the invention can be easily adjusted to such reaction conditions without losing diagnostic accuracy. For example, in the case of a liquid to be examined with a pH of 5.0 or higher, this value can be adjusted by means of a buffer system in the mixture of substances contained in the diagnostic device, which is set to a lower pH, for the implementation during the diagnosis in the be lowered as desired.
Das nachfolgende Beispiel erläutert die Erfindung.The following example explains the invention.
In einer Reihenuntersuchung in verschiedenen Kliniken wurde die Treffsicherheit der diagnostischen Vorrichtung mit einem Tampon als Träger an 486 Frauen mit diagnostisch gesicherten Krebserkrankungen im Bereich der Genitalorgane überprüft. In der nachfolgenden Tabelle I ist die Verteilung der Diagnosegruppen auf die verschiedenen Altersklassen in absoluten Zahlen und Prozentsätzen angegeben. Die Spalte «O.A.» (= ohne Angabe) bezieht sich auf die Fälle, in denen die untersuchende Klinik zu dieser Altersverteilung keine Angaben gemacht hat.
Kollumkarzinom: hierbei sind die diagnostischen Bezeichnungen Kollumkarzinom, Zervixkarzinom und Portiokarzinom zusammengefasst.Collum carcinoma: the diagnostic terms collum carcinoma, cervical carcinoma and portiocarcinoma are summarized here.
Urethrakarzinom, Mammasarkom, malignes Teratom, Uterussarkom, Lymphosarkom, Fibrosarkom, Psammom, malignes Melanom, Magenkarzinom, Sigmoidkarzinom, Rektumkarzinom, Harnblasenkarzinom, Lungenkarzinom. Die Neoplasmen wurden überwiegend deshalb in die Studie aufgenommen, weil sie invasiv bzw. durch Metastasen den Genitalapparat befallen hatten.Urethral carcinoma, breast sarcoma, malignant teratoma, uterine sarcoma, lymphosarcoma, fibrosarcoma, psammoma, malignant melanoma, gastric carcinoma, sigmoid carcinoma, rectal carcinoma, bladder carcinoma, lung carcinoma. The neoplasms were mainly included in the study because they had invasively or metastasized the genital apparatus.
Ovarialfibrom, Ovarial-, Parovarialzyste, Uterus myomatosus, Korpuspolyp, Bauchhöhlenzyste, Leiomyoblastom.Ovarian fibroma, ovarian, parovarial cyst, uterine myomatosus, corpus polyp, abdominal cyst, leiomyoblastoma.
Salpingitis, Tuboovarialabszess, Cervicitis, Kolpitis, Vaginitis, Vulvitis, chron. Pyelonephritis.Salpingitis, tubo-ovarian abscess, cervicitis, colpitis, vaginitis, vulvitis, chronic. Pyelonephritis.
Unterbauchhämatom, Blutung in der Menopause, ohne Angabe einer Diagnose, ohne krankhaften Befund.Lower abdominal hematoma, menopausal bleeding, without diagnosis, without pathological findings.
Im Rahmen dieser Untersuchung wurden auch die vaginalen pH-Werte der Patientinnen gemessen. In der nachfolgenden Tabelle II sind die Ergebnisse zusammengefasst:The vaginal pH values of the patients were also measured as part of this investigation. The results are summarized in Table II below:
Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass sich die Untersuchung auf einen sehr breiten pH-Bereich des Vaginalsekrets erstreckte.From the table it can be seen that the investigation covered a very wide pH range of the vaginal secretions.
In der nachfolgenden Tabelle III sind die Tamponliegezeiten in Minuten angegeben. Darunter ist jeweils die Zeit zu verstehen, während der ein Diagnosetampon in der Vagina bleibt.
In den nachfolgenden Tabellen IV, V, VI, VII, VIII, IX, X sind die Testergebnisse zur Treffsicherheit des diagnostischen Mittels bei den verschiedenen Erkrankungen zusammengefasst.Tables IV, V, VI, VII, VIII, IX, X below summarize the test results for the accuracy of the diagnostic agent in the various diseases.
In der nachfolgenden Tabelle XI sind die Testergebnisse zusammengefasst, die bei Karzinomen gefunden worden sind.
Daraus ist ersichtlich, dass die diagnostische Vorrichtung eine bisher unerreichbare hohe Treffsicherheit aufweist und für eine Differentialdiagnostik geeignet ist. Bei der statistischen Auswertung der Testergebnisse zeigte sich, dass in allen Fällen, in denen durch andere Untersuchungsmethoden das Vorliegen von Karzinomen (Stadium I bis IV) im Genitalbereich gesichert war (292 Fälle), die diagnostische Vorrichtung nur zu 9,6% falsch-negativen Diagnosen führte.It can be seen from this that the diagnostic device has a previously unattainable high accuracy and is suitable for differential diagnosis. The statistical evaluation of the test results showed that in all cases in which the presence of carcinomas (stage I to IV) in the genital area was ensured by other examination methods (292 cases), the diagnostic device was only 9.6% false-negative Diagnoses.
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